Способ восстановления изношенных металлических изделий резанием и поверхностно-пластическим деформированием


 


Владельцы патента RU 2434718:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военно-технический университет при Федеральном агентстве специального строительства (RU)

Способ включает наплавку и поверхностно-пластическое деформирование обработанной поверхности. Для снижения трудоемкости обработки и повышения качества поверхности металлических изделий поверхностно-пластическое деформирование осуществляют одновременно с обработкой резанием. При этом обработку производят режущим инструментом и спаренным с ним охлаждаемым смазывающе-охлаждающей жидкостью роликовым накатником при их совместном продольном перемещении относительно обрабатываемой поверхности нагретого изделия. При этом температура в рабочей зоне режущего инструмента и накатника составляет 500…600°С, общая продольная подача резца и накатника - 0,2…0,4 мм за один оборот изделия, глубина резания - не более 4 мм, а усилие воздействия накатника на поверхность - в пределах 1,2…1,5 кН. 1 ил.

 

Способ относится к области машиностроения и может быть использован для ремонта и восстановления изношенных деталей строительных, дорожных и транспортирующих машин в условиях их интенсивного использования при ликвидации, например, чрезвычайных ситуаций.

Известен способ восстановления изношенных металлических изделий резанием и поверхностно-пластическим деформированием, состоящий из наплавки обрабатываемого металлического изделия и поверхностно-пластического деформирования (см. например, патент РФ на изобретение №2186668, МПК7 В23Р 6/00, 2000).

Недостатками известного способа восстановления являются:

невозможность обеспечить продольное смещение накатника совместно с режущим инструментом, что повышает трудоемкость и не обеспечивает при однократной обработке необходимые размеры и заданное качество поверхностей, поскольку при обработке восстановленных деталей снимается излишне нанесенных слой;

отсутствие воздействия смазывающе-охлаждающей жидкости на накатник и обрабатываемую им поверхность, что приводит к его выходу из строя из-за воздействия большого потока тепловой энергии.

В основу изобретения поставлена задача снижения трудоемкости, материалоемкости, материальных затрат и повышение требуемого качества восстановленной поверхности металлических изделий при их совместной обработке.

Поставленная задача решается тем, что в способе восстановления изношенных металлических изделий резанием и поверхностно-пластическим деформированием, включающем наплавку и поверхностно-пластическое деформирование обработанной поверхности, отличающемся тем, что поверхностно-пластическое деформирование осуществляют одновременно с обработкой резанием, при этом обработку производят режущим инструментом и спаренным с ним охлаждаемым смазывающе-охлаждающей жидкостью роликовым накатником при их совместном продольном перемещении относительно обрабатываемой поверхности нагретого изделия, при этом температура в рабочей зоне режущего инструмента и накатника составляет 500…600°С, общая продольная подача режущего инструмента и накатника - 0,2…0,4 мм за один оборот изделия, глубина резания - не более 4 мм, а усилие воздействия накатника на поверхность - в пределах 1,2…1,5 кН.

Поскольку обработку изделий производят режущим инструментом и спаренным с ним охлаждаемым смазывающе-охлаждающей жидкостью роликовым накатником при их совместном продольном перемещении относительно обрабатываемой поверхности нагретого изделия, при этом температура в рабочей зоне режущего инструмента и накатника составляет 500…600°С, общая продольная подача режущего инструмента и накатника - 0,2…0,4 мм за один оборот изделия, глубина резания - не более 4 мм, а усилие воздействия накатника на поверхность - в пределах 1,2…1,5 кН, обеспечивается снижение трудоемкости, материалоемкости, материальных затрат и повышение требуемого качества восстановленной поверхности металлических изделий при их совместной обработке.

На чертеже изображено устройство для осуществления способа восстановления изношенных металлических изделий резанием и поверхностно-пластическим деформированием.

Устройство состоит из горелки 7 и охладителя 2 для осуществления температурной подготовки восстанавливаемой поверхности, а также спаренных режущего инструмента 3 и охлаждаемого роликового накатника 4, установленных в суппорте станка, движущемся вдоль обрабатываемой поверхности изделия 5.

Заявленный способ осуществляется следующим образом.

Предварительно производят нанесение наплавленного слоя металла на изделие 5. В процессе обработки горелка 1 нагревает поверхность изделия до температуры 500…600°С. Затем обработку производят режущим инструментом 3 и спаренным с ним охлаждаемым роликовым накатником 4, которые закреплены в суппорте станка, осуществляющего при совместном продольном перемещении S режущего инструмента и накатника относительно обрабатываемой поверхности изделия 5 подачу режущего инструмента 3 и накатника 4 в пределах 0,2…0,4 мм за один оборот n изделия 5, глубину резания не более 4 мм и усилие воздействия Рдавл накатника на поверхность - 1,2…1,5 кН. Это повышает надежность совместной работы режущего инструмента 3 и охлаждаемого роликового накатника 4. Заявленным способом можно восстанавливать изношенные металлические изделия, изготовленные из сталей 45, 40Х, 20Х13, 15ХМ, отличающиеся химическим составом, механическими и теплофизическими свойствами, а также латуни, бронзы и подобных материалов по пластичным характеристикам.

При совмещенной обработке изделий из конструкционных, износостойких и жаростойких сталей получено снижение в 1,6…2,2 раза сопротивления нагретого металла резанию, что является существенным резервом повышения точности размеров на 1…2 квалитета при механической обработке. При этом резание с нагревом позволяет увеличить величины подачи и глубины резания. Увеличение скорости обработки с параллельным уменьшением величины подачи улучшает качество поверхности восстановленной детали и доводит параметры шероховатости до уровня тонкого точения, что позволяет повысить производительность в 6…7 раз за счет совмещения этапов обработки восстанавливаемых поверхностей изношенных деталей.

Процесс резания с нагревом, проводимый на наплавленных деталях, обеспечивает снижение параметров шероховатости поверхности обработанной заготовки в 2…2,5 раза по сравнению с обработкой без нагрева. Во всех случаях обработки рабочих поверхностей роликами получены параметры шероховатости, сопоставимые с результатами финишного этапа обработки поверхностей шлифованием.

Предложенный способ восстановления, обеспечивающий значительное снижение вибраций системы посадок и допусков (за счет увеличения скорости, подачи и глубины резания) и повышение стойкости инструмента, позволяет исключить промежуточные этапы термообработки и дополнительно отказаться от отделочных технологических операций, в том числе и шлифовальных. При этом пластическое деформирование нагретой поверхности, производимое совместно с обработкой режущим инструментом, существенно улучшает качество восстанавливаемого изделия, создавая поверхностный бездефектный слой со структурой металла, лишенной микронадрывов и характерной для рабочих поверхностей после холодной обработки резанием.

Способ обработки металлических изделий резанием и поверхностно-пластическим деформированием, включающий наплавку и поверхностно-пластическое деформирование обработанной поверхности, отличающийся тем, что поверхностно-пластическое деформирование осуществляют одновременно с обработкой резанием, при этом обработку производят режущим инструментом и спаренным с ним охлаждаемым смазывающе-охлаждающей жидкостью роликовым накатником при их совместном продольном перемещении относительно обрабатываемой поверхности нагретого изделия, при этом температура в рабочей зоне режущего инструмента и накатника составляет 500 - 600°С, общая продольная подача резца и накатника - 0,2 - 0,4 мм за один оборот изделия, глубина резания - не более 4 мм, а усилие воздействия накатника на поверхность - в пределах 1,2 - 1,5 кН.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к восстановлению изношенных лабиринтных уплотнений турбомашин и может быть использовано при ремонте различных деталей и узлов, на которых такие уплотнения выполняются, например: лопатки, корпусные узлы в авиационной промышленности, энергомашиностроении и других отраслях машиностроения.

Изобретение относится к области электроконтактной сварки и наплавки и может быть использовано при восстановлении изношенных и упрочнении деталей электроконтактной приваркой металлических проволок.
Изобретение относится к горно-перерабатывающей промышленности и предназначено для ремонта барабанной мельницы, предназначенной для размола горной массы. .

Изобретение относится к области ремонта силовых агрегатов бронетанкового вооружения и техники, автомобильной техники, а конкретно к восстановлению исправности узла сцепления автомобилей «КамАЗ», «Урал» и бронетранспортеров БТР-80.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к ремонту деталей машин, а именно к восстановлению изношенного профиля зубьев зубчатых колес путем деформации зубьев и компенсации износа.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам восстановления деталей из алюминия и его сплавов, и может быть использовано при ремонте машин. .

Изобретение относится к способу восстановления блока сопловых лопаток турбомашин из никелевых и кобальтовых сплавов. .

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть применено для упрочняющей обработки кромок лопаток паровых турбин при их изготовлении или при восстановительном ремонте.

Изобретение относится к области машиностроения и ремонта машин, в частности к способу восстановления подшипника скольжения. .
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в турбомашиностроении при восстановлении рабочих и направляющих лопаток паровых турбин, газоперекачивающих установок и компрессоров газотурбинных двигателей, изготовленных из титановых сплавов.

Изобретение относится к режущей пластине призматической формы, причем режущая пластина имеет верхнюю и нижнюю поверхности, расположенные параллельно друг другу и связанные с помощью четырех перпендикулярно расположенных к ним боковых поверхностей, из которых две противоположные боковые поверхности имеют выступы и впадины, которые вместе с верхней и нижней поверхностями образуют режущие кромки, а две остальные противоположные боковые поверхности являются плоскими и расположены параллельно друг другу.

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано при измерении температуры на контактных участках режущего инструмента в процессе обработки заготовок различных марок сталей и сплавов.

Изобретение относится к области станкостроения, в частности к станкам токарной группы, предназначенным для эффективной обработки гибких заготовок. .

Изобретение относится к обработке материалов лезвийными и абразивными инструментами; целесообразно применять для экспресс-оценки обрабатываемости различных материалов, в том числе новых марок сталей и сплавов, наплавленных материалов, металлополимерных и композиционных материалов, а также традиционно применяемых сталей и сплавов в изменяющихся условиях резания (значительное повышение скорости резания, существенно дисперсная структура материала).

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к испытаниям смазочно-охлаждающих технологических сред, используемых при резании металлов. .

Изобретение относится к обработке резанием металлов и полупроводников и может быть использовано в процессах строгания, токарной и фрезерной обработки, сверления, распиливания и др.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть применено при обработке жаропрочных сплавов резанием. .

Изобретение относится к области обработки резанием - точению резцом с круглей кромкой поверхностей сложного контура, состоящего из фасонного участка и пересекающегося с ним прямолинейного участка.

Изобретение относится к области обработки резанием, в том числе на станках с ЧПУ, - точению токарным резцом сложных поверхностей, контур которых включает фасонный участок и пересекающийся с ним прямолинейный участок.

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться для автоматической балансировки в составе замкнутой технологической системы металлорежущего станка при резании заготовки с технологическим дисбалансом, а также для других неуравновешенных роторных систем.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способам механической обработки сложных поверхностей, и может быть использовано для обработки изделий с криволинейными поверхностями по программе или по жесткой кинематической связи системы СПИД станка, при этом в качестве механической обработки может быть применено фрезерование, точение, шлифование и т.д
Наверх